Закручене світло поширюється у вакуумі зі швидкістю на 0,1% менше, ніж стандартна швидкість світла.
Відповідно до спеціальної теорії відносності Ейнштейна швидкість світла у вакуумі являє собою універсальну фізичну константу, рівну 299 792 458 метрів на секунду. Дослідники з університету Оттави виявили, що закручене світло поширюється на 0,1% повільніше. Про це вони повідомили в журналі The Optical Society.
Закручене світло - це світлова хвиля, у якої світловий фронт не плоский, а певним чином повертається. У найпростішому випадку він має вигляд спіралі, схожої на штопор - він не тільки поширюється вперед, але і як би обертається навколо напрямку свого руху. Фізики кажуть, що у нього є орбітальний кутовий момент. Якщо вільно підвішене тіло буде поглинати таке світло, то воно почне обертатися.
Явище закручування світла не треба плутати з круговою поляризацією світла, при якій фронт хвилі плоский, а в міру поширення відбувається поворот напрямку електричного поля. Цікаво, що звичайний промінь світла створює на екрані пляму, а закручений - кільце.
Уперше дослідники виявили уповільнення закрученого світла, коли звичайний лазерний промінь і світло з десятьма поворотами не прийшли на детектор одночасно. А ось виміряти запізнювання променя, яке в експериментах змінювалося від десятих часток до 23 фемтосекунд (10-15 с), виявилося вкрай складним завданням. Більше року вчені витратили на розробку відповідного методу, заснованого на взаємодії закрученого променя з вихідним променем, що пройшов лінію затримки.
Уповільнення швидкості закрученого світла у вакуумі не спростовує теорію відносності. Автори роботи пояснюють його тим, що світло такої складної структури відхиляється від напрямку найкоротшого поширення між двома точками і проходить, таким чином, трохи більшу відстань.
Перший пучок закрученого світла був отриманий в 1995 році. Перспективи його використання як в наукових, так і практичних цілях були настільки великі, що фізики досить швидко навчилися отримувати закручене світло і керувати ім. в даний час закручене світло використовується як інструмент досліджень на мікрорівні, для кодування і підвищення швидкості передачі інформації. Він міг би дуже стати в нагоді в створенні квантового зв'язку і квантових комп'ютерів. Тому відкритий ефект може мати велике значення.
Проілюструвати використання закрученого світла можна за допомогою експерименту, проведеного в 2012 році. Дослідники тоді закрутили по-різному З2 лазерні промені, в яких закодували інформацію за допомогою амплітудної модуляції, і сформували з них один промінь. Вражаюче, але всі 32 промені не заважали один одному. При такій багатоканальній передачі інформації фізикам вдалося досягти швидкості передачі даних 2,56 терабіт в секунду. Кодувати інформацію можна різною закруткою ділянок променя.
Надалі автори роботи планують дослідити інші види структурованого світла і, можливо, отримати «прискорене» світло, швидкість якого буде трохи більшою, ніж швидкість світла у вакуумі. Теоретичні розрахунки показують, що це можливо.
За матеріалами Американського оптичного товариства